JPH0412816B2 - - Google Patents
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- JPH0412816B2 JPH0412816B2 JP61204710A JP20471086A JPH0412816B2 JP H0412816 B2 JPH0412816 B2 JP H0412816B2 JP 61204710 A JP61204710 A JP 61204710A JP 20471086 A JP20471086 A JP 20471086A JP H0412816 B2 JPH0412816 B2 JP H0412816B2
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- optical
- main scale
- optical grating
- phase difference
- displacement
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、相対移動可能な光学格子を有し、光
学格子からの透過光または反射光を所定処理して
相対移動量を検出する光学式変位検出装置に係
り、特に、複数列の光学格子を設けることによつ
て絶対変位量を検出可能としたものである。
学格子からの透過光または反射光を所定処理して
相対移動量を検出する光学式変位検出装置に係
り、特に、複数列の光学格子を設けることによつ
て絶対変位量を検出可能としたものである。
独立物体間の相対移動変位を検出して物理的諸
元（長さ、圧力、重量）を求めることが知られて
いる。その手段の１つとして光学式変位検出装置
が広く利用されている。
元（長さ、圧力、重量）を求めることが知られて
いる。その手段の１つとして光学式変位検出装置
が広く利用されている。
従来、かかる光学式変位検出装置の一般的な透
過型の構造は、第６図に示す構成とされていた。
すなわち、長手方向に光学格子１３が整列配設さ
れたメインスケール１０と対応する参照光学格子
３Ａ，３Ｂを有するインデツクススケール２０と
を相対する２つの物体（例えば、静止体と可動
体）のそれぞれに取り付け、光源１および光電変
換器２Ａ，２Ｂを両スケール１０，２０を挟みイ
ンデツクススケール２０と一体的に配設し、両光
電変換器２Ａ，２Ｂからの出力信号を処理するた
めの波形整形回路、分割回路、方向弁別回路等を
選択的に含む信号検出回路７と可逆計数カウンタ
８とデジタル表示器等からなる表示手段９とを設
け構成していた。従つて、光源１、光電変換器２
Ａ，２Ｂと一体的なインデツクススケール２１と
メインスケール１０とを矢印Ｘ方向に相対移動さ
せれば、両光学格子１３，３Ａ，３Ｂを透過した
透過光を光電変換器２Ａ，２Ｂを介し信号検出回
路７で所定処理することによつて、例えば、1μ
ｍ１パルスのデジタル信号をカウンタ８で計数し
表示手段９にその変位量を表示し、さらには他の
機器にその変位量相当電気信号を出力することが
できた。なお、２つの光電変換器２Ａ，２Ｂを設
けているのは方向弁別機能を発揮させるものであ
り、また、分割方式によつては分解能を倍化向上
させるに利用することができるようにするための
ものであつた。
過型の構造は、第６図に示す構成とされていた。
すなわち、長手方向に光学格子１３が整列配設さ
れたメインスケール１０と対応する参照光学格子
３Ａ，３Ｂを有するインデツクススケール２０と
を相対する２つの物体（例えば、静止体と可動
体）のそれぞれに取り付け、光源１および光電変
換器２Ａ，２Ｂを両スケール１０，２０を挟みイ
ンデツクススケール２０と一体的に配設し、両光
電変換器２Ａ，２Ｂからの出力信号を処理するた
めの波形整形回路、分割回路、方向弁別回路等を
選択的に含む信号検出回路７と可逆計数カウンタ
８とデジタル表示器等からなる表示手段９とを設
け構成していた。従つて、光源１、光電変換器２
Ａ，２Ｂと一体的なインデツクススケール２１と
メインスケール１０とを矢印Ｘ方向に相対移動さ
せれば、両光学格子１３，３Ａ，３Ｂを透過した
透過光を光電変換器２Ａ，２Ｂを介し信号検出回
路７で所定処理することによつて、例えば、1μ
ｍ１パルスのデジタル信号をカウンタ８で計数し
表示手段９にその変位量を表示し、さらには他の
機器にその変位量相当電気信号を出力することが
できた。なお、２つの光電変換器２Ａ，２Ｂを設
けているのは方向弁別機能を発揮させるものであ
り、また、分割方式によつては分解能を倍化向上
させるに利用することができるようにするための
ものであつた。
しかしながら、上記従来の光学式変位検出装置
には次のような問題があつた。
には次のような問題があつた。
第１に、インクレメンタル方式であるためアブ
ソリユート方式で運用することができ難いという
欠点があつた。すなわち、前記光電変換器２Ａ，
２Ｂの出力は、例えば、光学格子１３のスリツト
幅を10μｍ、ピツチを20μｍとすれば20μｍ相当長
を一周期とする略正弦波形状のサイクリツク信号
となるからである。そこで、メインスケール１０
に関与させた電磁スイツチ等を設け、いわゆる絶
対的原点を定め準アブソリユート方式とした型が
利用されているが、これとて該電磁スイツチ間の
間隔内ではインクレメンタル方式に変わりはない
から抜本的解決策とはらないばかりか、その電磁
スイツチ等を設けることから大型化、経済的負担
増大さらには信頼性欠如という問題があつた。
ソリユート方式で運用することができ難いという
欠点があつた。すなわち、前記光電変換器２Ａ，
２Ｂの出力は、例えば、光学格子１３のスリツト
幅を10μｍ、ピツチを20μｍとすれば20μｍ相当長
を一周期とする略正弦波形状のサイクリツク信号
となるからである。そこで、メインスケール１０
に関与させた電磁スイツチ等を設け、いわゆる絶
対的原点を定め準アブソリユート方式とした型が
利用されているが、これとて該電磁スイツチ間の
間隔内ではインクレメンタル方式に変わりはない
から抜本的解決策とはらないばかりか、その電磁
スイツチ等を設けることから大型化、経済的負担
増大さらには信頼性欠如という問題があつた。
一方、メインスケール１０にバイナリコードや
グレイコード等を設けたアブソリユート方式の検
出装置も考えられるが、この型では設備大型化が
避けられず、かつ到底現今の高精度要請を満足す
る程の精度、分解能を得ることはできないという
原理的欠点があり、産業上の利用が困難であつ
た。
グレイコード等を設けたアブソリユート方式の検
出装置も考えられるが、この型では設備大型化が
避けられず、かつ到底現今の高精度要請を満足す
る程の精度、分解能を得ることはできないという
原理的欠点があり、産業上の利用が困難であつ
た。
第２に、インクレメンタル方式であるために精
度不安定ないし精度保障上の問題等が内存してい
た。測定中にノイズ等に基づく誤計数が１度でも
あると当該工程中における表示手段９への表示値
すなわち測定値は意味のないものとなりかつ高分
解能ゆえにその誤計数が容易には気付かないとい
う問題があり、製品不良発生をまぬかれないとい
う致命的欠点があつた。
度不安定ないし精度保障上の問題等が内存してい
た。測定中にノイズ等に基づく誤計数が１度でも
あると当該工程中における表示手段９への表示値
すなわち測定値は意味のないものとなりかつ高分
解能ゆえにその誤計数が容易には気付かないとい
う問題があり、製品不良発生をまぬかれないとい
う致命的欠点があつた。
これがため、厳格なノイズ対策が要求され設備
過大となるばかりか、完全対策といえないので使
用態様が制約されてしまうという問題もあつた。
過大となるばかりか、完全対策といえないので使
用態様が制約されてしまうという問題もあつた。
第３に、利用上、取扱上の不利不便があつた。
すなわち、工作機械のテーブル送り速度等は利用
者側の任意選択事項であるところ、変位検出装置
には当該電装品の特性から定まる両スケール１
０，２０の許容相対移動速度の制限がある。従つ
て、その許容相対移動速度を越える高速な使用が
あると誤計数を生じてしまうという応答速度の制
限問題があつた。さらに、利用者側の運用あるい
は偶発、不用意等により装置の電源が遮断される
と累積計数値が喪失してしまうので、再度原点合
せ作業をしなければならず作業能率を低下させる
という問題もあつた。反面これを避けるにはバツ
クアツプ電源を備えなければならないという設備
経済上の問題があつた。
すなわち、工作機械のテーブル送り速度等は利用
者側の任意選択事項であるところ、変位検出装置
には当該電装品の特性から定まる両スケール１
０，２０の許容相対移動速度の制限がある。従つ
て、その許容相対移動速度を越える高速な使用が
あると誤計数を生じてしまうという応答速度の制
限問題があつた。さらに、利用者側の運用あるい
は偶発、不用意等により装置の電源が遮断される
と累積計数値が喪失してしまうので、再度原点合
せ作業をしなければならず作業能率を低下させる
という問題もあつた。反面これを避けるにはバツ
クアツプ電源を備えなければならないという設備
経済上の問題があつた。
このような問題点は従来の光学式変位検出装置
がその構成上インクレメンタル方式とされている
ことに起因することから、アブソリユート方式で
高分解能、高精度を保障することのできる光学式
変位検出装置の開発が強く望まれていた。
がその構成上インクレメンタル方式とされている
ことに起因することから、アブソリユート方式で
高分解能、高精度を保障することのできる光学式
変位検出装置の開発が強く望まれていた。
本発明は、上記従来の問題点を除去すべく鑑み
なされたもので高分解能、高精度で検出範囲の広
いアブソリユート方式の光学式変位検出装置を提
供することを目的とする。
なされたもので高分解能、高精度で検出範囲の広
いアブソリユート方式の光学式変位検出装置を提
供することを目的とする。
本発明は、各列毎のピツチが異なる複数列の光
学格子をメインスケールに設けるとともにインデ
ツクススケールにも相当列かつ対応ピツチの光学
格子を設け、各複数列の光学格子に関与して出力
される電気信号間の位相差を巧みに利用すること
によつて当該光学格子のピツチよりも小さい値の
分解能で当該光学格子のピツチよりも著しく大き
な広範囲に亘り両スケールの相対移動変位の絶対
変位量を検出できるようにするものである。
学格子をメインスケールに設けるとともにインデ
ツクススケールにも相当列かつ対応ピツチの光学
格子を設け、各複数列の光学格子に関与して出力
される電気信号間の位相差を巧みに利用すること
によつて当該光学格子のピツチよりも小さい値の
分解能で当該光学格子のピツチよりも著しく大き
な広範囲に亘り両スケールの相対移動変位の絶対
変位量を検出できるようにするものである。
これがため、複数列の光学格子が設けられると
ともに各列毎の光学格子ピツチが異なるものと形
成されているメインスケールと、 前記メインスケールの各列光学格子に対応させ
た複数列の参照光学格子が設けられ前記メインス
ケールと相対変位可能とされたインデツクススケ
ールと、 前記両スケールに平行光を照射するための平行
照明系と、 前記メインスケールの各列光学格子毎に２個１
組として配設され、各組毎に前記メインスケール
を透過した透過光または、前記メインスケールか
ら反射された反射光を受けて90度位相のずれた電
気信号を出力する複数組の光電変換器と、 前記光電変換器の各組からそれぞれ出力される
電気信号間の組間位相差を求めるとともにこの組
間位相差を利用して前記メインスケールとインデ
ツクススケールとの相対移動変位量の絶対値を検
出できるよう形成された絶対変位検出回路とを備
えた構成とし前記目的を達成するのである。
ともに各列毎の光学格子ピツチが異なるものと形
成されているメインスケールと、 前記メインスケールの各列光学格子に対応させ
た複数列の参照光学格子が設けられ前記メインス
ケールと相対変位可能とされたインデツクススケ
ールと、 前記両スケールに平行光を照射するための平行
照明系と、 前記メインスケールの各列光学格子毎に２個１
組として配設され、各組毎に前記メインスケール
を透過した透過光または、前記メインスケールか
ら反射された反射光を受けて90度位相のずれた電
気信号を出力する複数組の光電変換器と、 前記光電変換器の各組からそれぞれ出力される
電気信号間の組間位相差を求めるとともにこの組
間位相差を利用して前記メインスケールとインデ
ツクススケールとの相対移動変位量の絶対値を検
出できるよう形成された絶対変位検出回路とを備
えた構成とし前記目的を達成するのである。
従つて、各ピツチが異なる複数列の光学格子が
設けられたメインスケールと対応する各ピツチが
異なる複数列の参照光学格子が設けられたインデ
ツクススケールとをその長手方向に相対移動させ
れば、例えば、２列の光学格子とした場合には、
90度位相づれさせた２個１組の１列目の参照光学
格子に対応された光電変換器からは位相差θ1をも
つ電気信号が出力され、同様に２列目の参照光学
格子に対応された光電変換器からは位相差θ2をも
つ電気信号が出力される。
設けられたメインスケールと対応する各ピツチが
異なる複数列の参照光学格子が設けられたインデ
ツクススケールとをその長手方向に相対移動させ
れば、例えば、２列の光学格子とした場合には、
90度位相づれさせた２個１組の１列目の参照光学
格子に対応された光電変換器からは位相差θ1をも
つ電気信号が出力され、同様に２列目の参照光学
格子に対応された光電変換器からは位相差θ2をも
つ電気信号が出力される。
ここに、絶対変位検出回路では、位相差θ1であ
る電気信号および位相差θ2である電気信号を適時
サンプルホールドするとともに組間位相差（θ2−
θ1）を演算し、この組間位相差（θ2−θ1）を利用
して両スケールの相対移動量の絶対値を求めるこ
とができる。
る電気信号および位相差θ2である電気信号を適時
サンプルホールドするとともに組間位相差（θ2−
θ1）を演算し、この組間位相差（θ2−θ1）を利用
して両スケールの相対移動量の絶対値を求めるこ
とができる。
本発明の光学式変位検出装置の一実施例を図面
を参照しながら詳細に説明する。
を参照しながら詳細に説明する。
この実施例は、第１図ないし第４図に示され、
本装置は、複数列（２列）の光学格子が設けられ
たメインスケール１０と対応する参照光学格子が
設けられたインデツクススケール２０と両スケー
ル１０，２０を光照射するための平行照明系４０
と両スケール１０，２０からの透過光を受けて電
気信号を出力する複数組（２組）の光電変換器３
０と、組間位相差を求めて両スケール１０，２０
の相対移動変位量の絶対値を検出できるよう形成
された絶対変位検出回路５０とから構成されてい
る。
本装置は、複数列（２列）の光学格子が設けられ
たメインスケール１０と対応する参照光学格子が
設けられたインデツクススケール２０と両スケー
ル１０，２０を光照射するための平行照明系４０
と両スケール１０，２０からの透過光を受けて電
気信号を出力する複数組（２組）の光電変換器３
０と、組間位相差を求めて両スケール１０，２０
の相対移動変位量の絶対値を検出できるよう形成
された絶対変位検出回路５０とから構成されてい
る。
メインスケール１０は第１図、第２図に示すよ
うに断面矩形のガラス材料１１からなる細長薄板
形状とされ、図で下段側にピツチＰが400μｍと
された第１の光学格子１３、上段側にピツチP2
（＝Ｐ−ΔP）が398μｍとされた第２の光学格子１
５が設けられている。
うに断面矩形のガラス材料１１からなる細長薄板
形状とされ、図で下段側にピツチＰが400μｍと
された第１の光学格子１３、上段側にピツチP2
（＝Ｐ−ΔP）が398μｍとされた第２の光学格子１
５が設けられている。
ここに、第１の光学格子１３が検出範囲長Ｌ
（80mm）をＮ（＝200）等分し、かつ第２の光学格
子１５をＮ＋１等分するよう形成されているか
ら、 Ｌ＝NP＝（Ｎ＋１）（Ｐ−ΔP） ……(1) ΔP＝Ｐ／（Ｎ＋１），Ｌ≒P2／ΔP ……(2) が成立する。上記数値はこの関係式において選択
したものである。
（80mm）をＮ（＝200）等分し、かつ第２の光学格
子１５をＮ＋１等分するよう形成されているか
ら、 Ｌ＝NP＝（Ｎ＋１）（Ｐ−ΔP） ……(1) ΔP＝Ｐ／（Ｎ＋１），Ｌ≒P2／ΔP ……(2) が成立する。上記数値はこの関係式において選択
したものである。
一方、インデツクススケール２０は、メインス
ケール１０と同様に断面矩形のガラス材料２１か
らなる薄板形状とされ、第２図に示したように下
段側にメインスケール１０の第１の光学格子１３
と対応される第１の参照光学格子２３Ａ（２３Ｂ）
と、上段側に第２の光学格子１５と対応される第
２の参照光学格子２５Ａ（２５Ｂ）とが設けられ
ている。
ケール１０と同様に断面矩形のガラス材料２１か
らなる薄板形状とされ、第２図に示したように下
段側にメインスケール１０の第１の光学格子１３
と対応される第１の参照光学格子２３Ａ（２３Ｂ）
と、上段側に第２の光学格子１５と対応される第
２の参照光学格子２５Ａ（２５Ｂ）とが設けられ
ている。
そして、第１の参照光学格子２３Ａ（２３Ｂ）
のピツチはｑであり、第２の参照光学格子２５Ａ
（２５Ｂ）のピツチはｑ−Δqとされかつ長手方向
にそれぞれ対応する第１、第２の光学格子１３，
１５に対し90度位相をづらせた２組の参照光学格
子２３Ａ，２３Ｂ，２５Ａ，２５Ｂが設けられて
いる。なお、この実施例ではｑ＝Ｐ、Δq＝ΔPと
されている。
のピツチはｑであり、第２の参照光学格子２５Ａ
（２５Ｂ）のピツチはｑ−Δqとされかつ長手方向
にそれぞれ対応する第１、第２の光学格子１３，
１５に対し90度位相をづらせた２組の参照光学格
子２３Ａ，２３Ｂ，２５Ａ，２５Ｂが設けられて
いる。なお、この実施例ではｑ＝Ｐ、Δq＝ΔPと
されている。
次に、光電変換器３０は２組（３０Ａ，３０
Ｂ）を形成するところの４つの光電素子３３Ａ，
３３Ｂ，３５Ａ，３５Ｂから形成され、各参照光
学格子２３Ａ，２３Ｂ，２５Ａ，２５Ｂに対応配
設されるとともに各光電素子３３Ａ，３３Ｂ，３
５Ａ，３５Ｂにはプリアンプ３７Ａ，３７Ｂ，３
８Ａ，３８Ｂがそれぞれ接続されている。また、
両スケール１０，２０を挟む光電変換器３０と反
対側にはLEDからなる光源４１とコリメータレ
ンズ４２とからなる両スケール１０，２０に平行
光を照射させるための平行照明系４０が設けら
れ、この平行照明系４０はインデツクススケール
２０、光電変換器３０と所定の関係をもつて一体
的にメインスケール１０と図でＸ方向に相対移動
可能とされている。
Ｂ）を形成するところの４つの光電素子３３Ａ，
３３Ｂ，３５Ａ，３５Ｂから形成され、各参照光
学格子２３Ａ，２３Ｂ，２５Ａ，２５Ｂに対応配
設されるとともに各光電素子３３Ａ，３３Ｂ，３
５Ａ，３５Ｂにはプリアンプ３７Ａ，３７Ｂ，３
８Ａ，３８Ｂがそれぞれ接続されている。また、
両スケール１０，２０を挟む光電変換器３０と反
対側にはLEDからなる光源４１とコリメータレ
ンズ４２とからなる両スケール１０，２０に平行
光を照射させるための平行照明系４０が設けら
れ、この平行照明系４０はインデツクススケール
２０、光電変換器３０と所定の関係をもつて一体
的にメインスケール１０と図でＸ方向に相対移動
可能とされている。
ここに、第２図に見られるように第１の光学格
子１３と第２の光学格子１５との一致した点Ｔを
原点とし、図で右方向に座標すなわちメインスケ
ール１０に対するインデツクススケール２０の相
対移動変位量をＸとすると、光電素子３３Ａ，３
３Ｂは当該第１参照光学格子２３Ａ，２３Ｂに対
応させて90度の位相差をもつて配設しているから
光電素子３３Ａの出力をa1、光電素子３３Ｂの出
力をb1とすれば、両光電素子３３Ａ，３３Ｂから
の電気信号の原点からの位相差θ1は θ1＝2πX／Ｐ＋π／２ ……(3) であるから a1＝Asinθ1 b1＝Acosθ1 ……(4) と近似することができる。なお、(3)式の右辺第２
項のπ／２は、原点Ｔにおいて透過光量が最大とな るためその補正項として導入したものである。
子１３と第２の光学格子１５との一致した点Ｔを
原点とし、図で右方向に座標すなわちメインスケ
ール１０に対するインデツクススケール２０の相
対移動変位量をＸとすると、光電素子３３Ａ，３
３Ｂは当該第１参照光学格子２３Ａ，２３Ｂに対
応させて90度の位相差をもつて配設しているから
光電素子３３Ａの出力をa1、光電素子３３Ｂの出
力をb1とすれば、両光電素子３３Ａ，３３Ｂから
の電気信号の原点からの位相差θ1は θ1＝2πX／Ｐ＋π／２ ……(3) であるから a1＝Asinθ1 b1＝Acosθ1 ……(4) と近似することができる。なお、(3)式の右辺第２
項のπ／２は、原点Ｔにおいて透過光量が最大とな るためその補正項として導入したものである。
同様に、光電素子３５Ａ，３５Ｂの出力をそれ
ぞれa2，b2とすると光電素子３５Ａ，３５Ｂから
の電気信号の位相差θ2は、 θ2＝2πX／Ｐ−ΔP＋π／２ ……(5) であるから a2＝Bsinθ2 b2＝Bcosθ2 ……(6) と近似することができる。
ぞれa2，b2とすると光電素子３５Ａ，３５Ｂから
の電気信号の位相差θ2は、 θ2＝2πX／Ｐ−ΔP＋π／２ ……(5) であるから a2＝Bsinθ2 b2＝Bcosθ2 ……(6) と近似することができる。
また、絶対変位検出回路５０はCPU５５を介
しタツチセンサ６５から両スケール１０，２０の
相対移動変位量Ｘを求めようとする時点に出力さ
れるトリガによつて、各光電素子３３Ａ，３３
Ｂ，３５Ａ，３５Ｂの出力信号a1，b1，a2，b2を
サンプルホールドするためのサンプルホールド回
路５１と、このサンプルホールド回路５１からホ
ールドした前記出力信号a1，b1，a2，b2の１つを
順次に取り出すマルチプレクサ５２と、このマル
チプレクサ５２で取り出したアナログ信号たる出
力信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器５３と、
コントロールデータバス５４を介し上記サンプル
ホールド回路５１、マルチプレクサ５２、Ａ／Ｄ
変換器５３に適時の指令等を行うとともに入力さ
れたデータをもとに後記の所定演算処理等を行う
前記CPU５５とから形成され、またCPU５５に
は、バス５４を介し、タツチセンサ６５と表示手
段６０とが接続されている。
しタツチセンサ６５から両スケール１０，２０の
相対移動変位量Ｘを求めようとする時点に出力さ
れるトリガによつて、各光電素子３３Ａ，３３
Ｂ，３５Ａ，３５Ｂの出力信号a1，b1，a2，b2を
サンプルホールドするためのサンプルホールド回
路５１と、このサンプルホールド回路５１からホ
ールドした前記出力信号a1，b1，a2，b2の１つを
順次に取り出すマルチプレクサ５２と、このマル
チプレクサ５２で取り出したアナログ信号たる出
力信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器５３と、
コントロールデータバス５４を介し上記サンプル
ホールド回路５１、マルチプレクサ５２、Ａ／Ｄ
変換器５３に適時の指令等を行うとともに入力さ
れたデータをもとに後記の所定演算処理等を行う
前記CPU５５とから形成され、またCPU５５に
は、バス５４を介し、タツチセンサ６５と表示手
段６０とが接続されている。
さて、CPU５５では、第４図のＢに見られる
ように最終的には Ｘ＝XL＋ΔXL＝np＋ΔXL ……（16） として原点Ｔからの絶対変位量Ｘを求めるのであ
る。なお、第４図Ｂの縦軸は式(3)の右辺第２項と
の関係でθ1−π／２としている。ここに、XLはメイ ンスケール１０の第１の光学格子１３における広
範囲変位量であつて、第１の光学格子１３のピツ
チＰと通過したピツチＰの数ｎ（ｎは１以上の整
数）との積とされ、ΔXLは第１の光学格子１３の
ｎ＋１番目のピツチＰ内での絶対的変位量であ
る。
ように最終的には Ｘ＝XL＋ΔXL＝np＋ΔXL ……（16） として原点Ｔからの絶対変位量Ｘを求めるのであ
る。なお、第４図Ｂの縦軸は式(3)の右辺第２項と
の関係でθ1−π／２としている。ここに、XLはメイ ンスケール１０の第１の光学格子１３における広
範囲変位量であつて、第１の光学格子１３のピツ
チＰと通過したピツチＰの数ｎ（ｎは１以上の整
数）との積とされ、ΔXLは第１の光学格子１３の
ｎ＋１番目のピツチＰ内での絶対的変位量であ
る。
つまり、本発明がメインスケール１０に複数列
（この実施例では２列）の光学格子１３，１５を
設けかつ各光学格子１３，１５に対応させた各組
の光電素子３５Ｂ，３５Ａと３３Ｂ，３３Ａとの
組間位相差（θ2−θ1）を利用してアブソリユート
方式化したのは次の根拠によるものである。
（この実施例では２列）の光学格子１３，１５を
設けかつ各光学格子１３，１５に対応させた各組
の光電素子３５Ｂ，３５Ａと３３Ｂ，３３Ａとの
組間位相差（θ2−θ1）を利用してアブソリユート
方式化したのは次の根拠によるものである。
すなわち、前記の(5)式は次の通り変換すること
ができる。
ができる。
θ2＝2πX／Ｐ−ΔP＋π／２→
≒22πX／Ｐ（１＋ΔP／Ｐ）＋π／２ ……(7)
そして、(7)式に(3)式と(2)式を代入すると
θ2＝θ1＋2πX・ΔP／P2
＝θ1＋2πX／Ｌ ……(8)
となる。従つて、(8)式から
Ｘ＝Ｌ／2π（θ2−θ1） ……(9)
となる。
しかして、CPU５５では(9)からメインスケー
ル１０の第１の光学格子１３に対応する光電素子
３３Ａ，３３Ｂからの出力信号a1，b1の位相差θ1
と第２の光学格子１５に対応する光電素子３５
Ａ，３５Ｂからの出力信号a2，b2の位相差θ2を求
めれば検出範囲長Ｌは決定されているから原点Ｔ
からの全体的変位量Ｘを求めることができる。
ル１０の第１の光学格子１３に対応する光電素子
３３Ａ，３３Ｂからの出力信号a1，b1の位相差θ1
と第２の光学格子１５に対応する光電素子３５
Ａ，３５Ｂからの出力信号a2，b2の位相差θ2を求
めれば検出範囲長Ｌは決定されているから原点Ｔ
からの全体的変位量Ｘを求めることができる。
ここに、θ1とθ2とは式(4)と(6)とから
θ1＝tan-1a1／b1，θ2＝tan-1a2／b2……(10)
として求められる。
さらに、この実施例では一層精度を安定化させ
るためθ1とθ2とを独立させるのでなく、相関関数
をもたせ絶対的変位Ｘを求めるよう形成してい
る。
るためθ1とθ2とを独立させるのでなく、相関関数
をもたせ絶対的変位Ｘを求めるよう形成してい
る。
θ2とθ1とを独立して求めて単に式(9)に基づいた
演算をしたのでは、各光電素子３３Ａ，３３Ｂ，
３５Ａ，３５Ｂからの出力信号a1，b1，a2，b2は
各光学格子１３，１５のピツチＰ、Ｐ−ΔP毎の
サイクリツクな波形となるため桁落が生じる虞れ
があるからである。
演算をしたのでは、各光電素子３３Ａ，３３Ｂ，
３５Ａ，３５Ｂからの出力信号a1，b1，a2，b2は
各光学格子１３，１５のピツチＰ、Ｐ−ΔP毎の
サイクリツクな波形となるため桁落が生じる虞れ
があるからである。
そこで、新たにａとｂとを定義する。
ａ＝b1・a2−a1・b2
ｂ＝b1・b2＋a1・a2 ……（11）
この式（11）に式(2)、(4)を代入すれば、
ａ＝ABsin（θ2−θ1）
ｂ＝ABcos（θ2−θ1）
ａ／ｂ＝tan（θ2−θ1） ……（12）
ゆえに、θ2−θ1＝tan-1ａ／ｂ ……（13）
として、逆生接関数演算によつて光電素子３５
Ａ，３５Ｂと３３Ａ，３３Ｂとの組間の位相差
（θ2−θ1）を求めうよう形成されている。
Ａ，３５Ｂと３３Ａ，３３Ｂとの組間の位相差
（θ2−θ1）を求めうよう形成されている。
ところで、式（12）から明らかの通り、組間位
相差（θ2−θ1）は第４図Ａに見られるように検出
範囲長Ｌ内でθ〜2πまで変化するから、図で点
Ｑまでの変位X′は同Ｂに示す絶対値Ｘの近似値
である。従つて、式(9)と同様に X′＝Ｌ／2π（θ2−θ1） ＝Ｌ／2πtan-1ａ／ｂ ……（14） が成立する。
相差（θ2−θ1）は第４図Ａに見られるように検出
範囲長Ｌ内でθ〜2πまで変化するから、図で点
Ｑまでの変位X′は同Ｂに示す絶対値Ｘの近似値
である。従つて、式(9)と同様に X′＝Ｌ／2π（θ2−θ1） ＝Ｌ／2πtan-1ａ／ｂ ……（14） が成立する。
さらに、たちかえつて、第４図Ｂに示したよう
に量スケール１０，２０の相対移動量の絶対値Ｘ
は広範囲変位量XLと狭範囲変位量ΔXLを決定し
なければならない（式（16）参照）。
に量スケール１０，２０の相対移動量の絶対値Ｘ
は広範囲変位量XLと狭範囲変位量ΔXLを決定し
なければならない（式（16）参照）。
ここに、式(3)、(10)からメインスケール１０の第
１の光学格子１３のピツチＰ内での狭範囲変位量
ΔXLを定めることは可能だが、第１の光学格子１
３、第１の参照光学格子２３Ａ，２３Ｂ、光電素
子３３Ａ，３３Ｂに基づく位相差θ1はピツチＰの
周期関数であるからいずれ（原点Ｔから数えて何
番目）のピツチ内であるかは特定することができ
ない。
１の光学格子１３のピツチＰ内での狭範囲変位量
ΔXLを定めることは可能だが、第１の光学格子１
３、第１の参照光学格子２３Ａ，２３Ｂ、光電素
子３３Ａ，３３Ｂに基づく位相差θ1はピツチＰの
周期関数であるからいずれ（原点Ｔから数えて何
番目）のピツチ内であるかは特定することができ
ない。
そこで、上記位相差θ1をπ／２以上〜（2π＋π／２
） 以下に位相づれさせた値θ1′に変換する。すると
式(3)に類似的に θ1′＝2πΔXL／Ｐ＋π／２ とおけば、 ΔXL＝Ｐ／2π（θ1′−π／２） ……（15） が成立する。
） 以下に位相づれさせた値θ1′に変換する。すると
式(3)に類似的に θ1′＝2πΔXL／Ｐ＋π／２ とおけば、 ΔXL＝Ｐ／2π（θ1′−π／２） ……（15） が成立する。
一方、原点Ｔから当該時点までに通過した第１
の光学格子１３のピツチＰの数ｎは、第４図の関
数からX′／Ｐを越えない数でかつ整数であるこ
と明らかである。
の光学格子１３のピツチＰの数ｎは、第４図の関
数からX′／Ｐを越えない数でかつ整数であるこ
と明らかである。
ただし、例外的に第４図において、X′の測定
分解能ΔLが同Ｂで2π→０に位相が変化する領域
を含む場合であつてΔXLが2πより０に近い場合
には（X′−ΔL／２）／Ｐを越えない整数に１を加 えればよい。
分解能ΔLが同Ｂで2π→０に位相が変化する領域
を含む場合であつてΔXLが2πより０に近い場合
には（X′−ΔL／２）／Ｐを越えない整数に１を加 えればよい。
ここに、式（14）の通りX′＝ｆ（θ2−θ1）の関
数であり、Ｐ、ΔLは設計値で定められている値
であり、かつθ1′はθ1から一義的に位相をづらせ
て求められた。
数であり、Ｐ、ΔLは設計値で定められている値
であり、かつθ1′はθ1から一義的に位相をづらせ
て求められた。
従つて、ｎ＝ｆ（θ2−θ1、ΔXL）の関数として
求めることができる。
求めることができる。
以上からCPU５５内で前記式（16）のＸ＝np
＋ΔXLを演算することによつて、両スケール１
０，２０の相対移動変位量の絶対値Ｘを求めるこ
とができる。
＋ΔXLを演算することによつて、両スケール１
０，２０の相対移動変位量の絶対値Ｘを求めるこ
とができる。
次に、この実施例の作用について説明する。
例えば、工作機械のベツト等静止体にメインス
ケール１０を固定し、平行照明系４０、光電変換
器３０とともに一体化してインデツクススケール
２０をスライダ等可動体に固定する。従つて、工
作機械を運転することによつて、メインスケール
１０とインデツクススケール２０とが相対移動す
ると、各光電素子３３Ａ，３３Ｂ，３５Ａ，３５
Ｂからは略正弦波の電気信号a1，b1，a2，b2が出
力され、信号a1，b1とa2，b2とはサイクルが光学
格子１３，１５のピツチ差相当分だけ異なり、か
つ信号a1とb1およびa2とb2とはそれぞれ90度の位
相差を生じる。
ケール１０を固定し、平行照明系４０、光電変換
器３０とともに一体化してインデツクススケール
２０をスライダ等可動体に固定する。従つて、工
作機械を運転することによつて、メインスケール
１０とインデツクススケール２０とが相対移動す
ると、各光電素子３３Ａ，３３Ｂ，３５Ａ，３５
Ｂからは略正弦波の電気信号a1，b1，a2，b2が出
力され、信号a1，b1とa2，b2とはサイクルが光学
格子１３，１５のピツチ差相当分だけ異なり、か
つ信号a1とb1およびa2とb2とはそれぞれ90度の位
相差を生じる。
ここで、第３図に示したように両スケール１
０，２０の相対移動変位量の絶対値を表示手段６
０に表示または制御装置（図示省略）にフイード
バツク信号として出力したいときに作動するタツ
チセンサ６５からのトリガが入力される（ステツ
プ10）と、CPU５５からコントロールデータバ
ス５４を介しサンプルホールド回路５１へホール
ド指令が発せられる。
０，２０の相対移動変位量の絶対値を表示手段６
０に表示または制御装置（図示省略）にフイード
バツク信号として出力したいときに作動するタツ
チセンサ６５からのトリガが入力される（ステツ
プ10）と、CPU５５からコントロールデータバ
ス５４を介しサンプルホールド回路５１へホール
ド指令が発せられる。
サンプルホールド回路５１はプリアンプ３７
Ａ，３７Ｂ，３８Ａ，３８Ｂの出力段側からアナ
ログ的な電気信号a1，b1とa2，b2をホールド（ス
テツプ12）する。
Ａ，３７Ｂ，３８Ａ，３８Ｂの出力段側からアナ
ログ的な電気信号a1，b1とa2，b2をホールド（ス
テツプ12）する。
次いで、ステツプ14の如くマルチプレクサ５２
がCPU５５からの指令に基づいて電気信号a1，
b1とa2，b2を取り込み、Ａ／Ｄ変換器５３でデジ
タル信号に変換した後CPU５５に入力される。
がCPU５５からの指令に基づいて電気信号a1，
b1とa2，b2を取り込み、Ａ／Ｄ変換器５３でデジ
タル信号に変換した後CPU５５に入力される。
以下、CPU５５では、前記式(10)、（15）に基づ
いて第１の光学格子１３に相応する光電素子３３
Ａ，３３Ｂからの位相差θ1と狭範囲変位量ΔXLと
を算出する（ステツプ16）。つまり、第１の光学
格子１３の当該ピツチＰ内での変位量を絶対値と
して求める。もとより、位相差θ1はいずれかのピ
ツチ内であるかを特定するためにπ／２以上〜（2π ＋π／２）以下の値であるθ1′にCPU５５内で変換さ れている。
いて第１の光学格子１３に相応する光電素子３３
Ａ，３３Ｂからの位相差θ1と狭範囲変位量ΔXLと
を算出する（ステツプ16）。つまり、第１の光学
格子１３の当該ピツチＰ内での変位量を絶対値と
して求める。もとより、位相差θ1はいずれかのピ
ツチ内であるかを特定するためにπ／２以上〜（2π ＋π／２）以下の値であるθ1′にCPU５５内で変換さ れている。
また、ステツプ18では、式（11）、（12）に基づ
いた定義信号ａ，ｂとこれらと光電素子３５Ａ，
３５Ｂと３３Ａ，３３Ｂとの各位相差に基づく組
間位相差θ2−θ1との正接関数を定め、逆正接関数
演算して組間位相差θ2−θ1を算出する。
いた定義信号ａ，ｂとこれらと光電素子３５Ａ，
３５Ｂと３３Ａ，３３Ｂとの各位相差に基づく組
間位相差θ2−θ1との正接関数を定め、逆正接関数
演算して組間位相差θ2−θ1を算出する。
ここに、前記ｎ＝ｆ（θ2−θ1、ΔXL）に基づい
て第４図に相当するそれまでに通過した第１の光
学格子１３のピツチＰの数ｎを求める（ステツプ
20）。
て第４図に相当するそれまでに通過した第１の光
学格子１３のピツチＰの数ｎを求める（ステツプ
20）。
従つて、ステツプ22において、式（16）を演算
することにより両スケール１０，２０の相対移動
変位量の絶対値Ｘを求める。この絶対値Ｘは表示
手段６０に表示され、必要によつて外部へ出力さ
れる。ここに、タツチセンサ６５で指定した所望
時点の絶対変位量を検出、表示することができ
る。この実施例では、メインスケール１０の第１
の光学格子１３のピツチＰを400μｍ、第１の光
学格子１３と第２の光学格子１５との関係を検出
範囲長Ｌ＝80mmとして定め、かつＮ＝200に設定
しているから検出範囲長（Ｌ＝80mm）以内を2μ
ｍの分解能をもつて絶対値検出できる。
することにより両スケール１０，２０の相対移動
変位量の絶対値Ｘを求める。この絶対値Ｘは表示
手段６０に表示され、必要によつて外部へ出力さ
れる。ここに、タツチセンサ６５で指定した所望
時点の絶対変位量を検出、表示することができ
る。この実施例では、メインスケール１０の第１
の光学格子１３のピツチＰを400μｍ、第１の光
学格子１３と第２の光学格子１５との関係を検出
範囲長Ｌ＝80mmとして定め、かつＮ＝200に設定
しているから検出範囲長（Ｌ＝80mm）以内を2μ
ｍの分解能をもつて絶対値検出できる。
従つて、この実施例によれば、メインスケール
１０にそれぞれピツチ（Ｐ、Ｐ−ΔP）の異なる
複数列の光学格子１３，１５を設け、これら光学
格子１３，１５との関係から求めた組間位相差
（θ2−θ1）を利用して検出範囲長（Ｌ）内でメイ
ンスケール１０とインデツクススケール２０との
相対移動変位量を絶対値として検出することがで
きる。ここに、アブソリユート方式の光学式変位
検出装置を確立できるから精度的、運用技術的に
も産業上の利用性を飛躍的に拡大することができ
る。
１０にそれぞれピツチ（Ｐ、Ｐ−ΔP）の異なる
複数列の光学格子１３，１５を設け、これら光学
格子１３，１５との関係から求めた組間位相差
（θ2−θ1）を利用して検出範囲長（Ｌ）内でメイ
ンスケール１０とインデツクススケール２０との
相対移動変位量を絶対値として検出することがで
きる。ここに、アブソリユート方式の光学式変位
検出装置を確立できるから精度的、運用技術的に
も産業上の利用性を飛躍的に拡大することができ
る。
このことは、途次におけるノイズの影響もなく
その累積もないから安定した所定精度が保障さ
れ、また、連続的追従を要しないから応答速度が
高く迅速測定を図れ、さらに、所定のあるいは偶
然の電源遮断があつたとしても都度の原点合せ作
業をすることなくただちに再測定することができ
る等、従来のインクレメンタル方式の欠点並びに
不利不便を一掃するということを意味するもので
ある。
その累積もないから安定した所定精度が保障さ
れ、また、連続的追従を要しないから応答速度が
高く迅速測定を図れ、さらに、所定のあるいは偶
然の電源遮断があつたとしても都度の原点合せ作
業をすることなくただちに再測定することができ
る等、従来のインクレメンタル方式の欠点並びに
不利不便を一掃するということを意味するもので
ある。
また、メインスケール１０に設けた複数列の光
学格子１３，１５は、ガラス板上にエツチング手
法等によつて物理的に固定化されたものとされ、
かつ異なるピツチの光学格子間に関する組間位相
差と当該一つの光学格子内に関する位相差とを利
用して変位量の絶対値を検出するものと形成され
ているので、例えば従来インクレメンタル方式の
装置において１ピツチ内に生ずる波形を抵抗分割
等による電気的細分化していた場合と異なり、両
スケール１０，２０すなわち採用する工作機械と
の対応整合が執られたものであるから、真の高精
度測定を保障することができる。
学格子１３，１５は、ガラス板上にエツチング手
法等によつて物理的に固定化されたものとされ、
かつ異なるピツチの光学格子間に関する組間位相
差と当該一つの光学格子内に関する位相差とを利
用して変位量の絶対値を検出するものと形成され
ているので、例えば従来インクレメンタル方式の
装置において１ピツチ内に生ずる波形を抵抗分割
等による電気的細分化していた場合と異なり、両
スケール１０，２０すなわち採用する工作機械と
の対応整合が執られたものであるから、真の高精
度測定を保障することができる。
さらに、組間位相差を求めるに両光学格子１
３，１５に関与した各位相差を減算して算出する
のみならず逆正接関数演算によつて求めることが
できるよう形成されているから両光学格子１３，
１５との相関関係を密接不可分とすることによつ
て桁落のない検出ができる。この点からも高精度
が保障される。
３，１５に関与した各位相差を減算して算出する
のみならず逆正接関数演算によつて求めることが
できるよう形成されているから両光学格子１３，
１５との相関関係を密接不可分とすることによつ
て桁落のない検出ができる。この点からも高精度
が保障される。
なお、この実施例では、メインスケール１０の
第１の光学格子１３のピツチＰが400μｍ、第２
の光学格子１５のピツチＰ−ΔPが398μｍであり、
検出範囲評Ｌ（80mm）の範囲内で分割数Ｎを200と
して2μｍの分解能で検出できるよう形成したが、
これらの数値的事項は任意的に選択することがで
き、分解能0.1μｍ以下とすることもできる。この
意味においてメインスケール１０には２列の光学
格子１３，１５を設けたが３列以上でも同様にで
きる。３列以上とすれば検出範囲長Ｌを大きくか
つ様々に選択することが可能となる。
第１の光学格子１３のピツチＰが400μｍ、第２
の光学格子１５のピツチＰ−ΔPが398μｍであり、
検出範囲評Ｌ（80mm）の範囲内で分割数Ｎを200と
して2μｍの分解能で検出できるよう形成したが、
これらの数値的事項は任意的に選択することがで
き、分解能0.1μｍ以下とすることもできる。この
意味においてメインスケール１０には２列の光学
格子１３，１５を設けたが３列以上でも同様にで
きる。３列以上とすれば検出範囲長Ｌを大きくか
つ様々に選択することが可能となる。
同様に、インデツクススケール２０の参照光学
格子３５Ａ，３５Ｂもピツチｑをメインスケール
１０の第１の光学格子１３のピツチと同じとした
が対応する光学格子のピツチPiに対しピツチを
１／ｎ（ｎは１以上の整数）とした場合にも本発
明は適用され、こうするとメインスケール１０の
光学格子１３，１５に改変を加えずして分解能を
高められる。また、各参照光学格子２３Ａ，２３
Ｂ，２５Ａ，２５Ｂをそれぞれ90度位相づれさせ
た各２個から形成したが、要は対応するメインス
ケール１０の光学格子１３，１５との関係におい
て位相差を生じさせることができればピツチｑが
微妙に異なるいわゆるバーニヤ方式の参照光学格
子を採用することによつて各１個と形成すること
もできる。さらに、光学格子１３の上下に光学格
子１５を配設して上下の位相差の平均をとること
により、インデツクススケール２０のメインスケ
ール１０に対する傾きの補正も可能である。
格子３５Ａ，３５Ｂもピツチｑをメインスケール
１０の第１の光学格子１３のピツチと同じとした
が対応する光学格子のピツチPiに対しピツチを
１／ｎ（ｎは１以上の整数）とした場合にも本発
明は適用され、こうするとメインスケール１０の
光学格子１３，１５に改変を加えずして分解能を
高められる。また、各参照光学格子２３Ａ，２３
Ｂ，２５Ａ，２５Ｂをそれぞれ90度位相づれさせ
た各２個から形成したが、要は対応するメインス
ケール１０の光学格子１３，１５との関係におい
て位相差を生じさせることができればピツチｑが
微妙に異なるいわゆるバーニヤ方式の参照光学格
子を採用することによつて各１個と形成すること
もできる。さらに、光学格子１３の上下に光学格
子１５を配設して上下の位相差の平均をとること
により、インデツクススケール２０のメインスケ
ール１０に対する傾きの補正も可能である。
また、検出装置自体を、平行照明系を用いた透
過型としたが第５図に示すような反射型としても
よく、直線型でなくロータリー型としても本発明
は適用される。また、変位検出時を特定するため
にタツチセンサ６５を用いたがこれに限定されな
い。また、一定のサンプリング時間毎に絶対変位
検出回路５０で変位検出できるようすることもで
きる。
過型としたが第５図に示すような反射型としても
よく、直線型でなくロータリー型としても本発明
は適用される。また、変位検出時を特定するため
にタツチセンサ６５を用いたがこれに限定されな
い。また、一定のサンプリング時間毎に絶対変位
検出回路５０で変位検出できるようすることもで
きる。
さらに、検出範囲長Ｌはメインスケール１０と
インデツクススケール２０との相対移動方向に対
する長さであるが、本検出装置は変位を検出する
ものであつて測定対象を長さ、幅等に限定するこ
とでなく、圧力、重量等であつてもよいものであ
る。
インデツクススケール２０との相対移動方向に対
する長さであるが、本検出装置は変位を検出する
ものであつて測定対象を長さ、幅等に限定するこ
とでなく、圧力、重量等であつてもよいものであ
る。
もとより、メインスケールにバイナリコードや
グレイコードを用いてアブソリユート方式を具現
化した場合と比較すれば、本発明の場合、格子の
列数は著しく少なくて済み、ピツチも狭小とでき
かつダイナミツクレンジ（検出範囲／分解能）の
高く、その実用的価値において格段の差異あるこ
とが理解される。さらに、検出範囲長Ｌの通過ポ
イントを計数し、複数の検出範囲長Ｌにわたる長
大化検出をすることも容易である。
グレイコードを用いてアブソリユート方式を具現
化した場合と比較すれば、本発明の場合、格子の
列数は著しく少なくて済み、ピツチも狭小とでき
かつダイナミツクレンジ（検出範囲／分解能）の
高く、その実用的価値において格段の差異あるこ
とが理解される。さらに、検出範囲長Ｌの通過ポ
イントを計数し、複数の検出範囲長Ｌにわたる長
大化検出をすることも容易である。
本発明は、高分解能、高精度で検出範囲の広い
アブソリユート方式の光学式変位検出装置を提供
できるという効果を有する。
アブソリユート方式の光学式変位検出装置を提供
できるという効果を有する。
第１図は本発明に係る光学式変位検出装置の一
実施例を示す全体構成図、第２図は同じく要部拡
大図、第３図は同じく絶対変位量を演算するため
のフローチヤート、第４図は同じく波形説明図、
第５図は同じく他の実施例を示す概要図および第
６図は従来の光学式変位検出装置の概略構成図で
ある。 １０……メインスケール、１３……第１の光学
格子、１５……第２の光学格子、２０……インデ
ツクススケール、２３……第１の参照光学格子、
２５……第２の参照光学格子、３０……光電変換
器、４０……平行照明系、５０……絶対変位検出
回路。
実施例を示す全体構成図、第２図は同じく要部拡
大図、第３図は同じく絶対変位量を演算するため
のフローチヤート、第４図は同じく波形説明図、
第５図は同じく他の実施例を示す概要図および第
６図は従来の光学式変位検出装置の概略構成図で
ある。 １０……メインスケール、１３……第１の光学
格子、１５……第２の光学格子、２０……インデ
ツクススケール、２３……第１の参照光学格子、
２５……第２の参照光学格子、３０……光電変換
器、４０……平行照明系、５０……絶対変位検出
回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数列の光学格子が設けられるとともに各列
毎の光学格子ピツチが異なるものと形成されてい
るメインスケールと、 前記メインスケールの各列光学格子に対応させ
た複数列の参照光学格子が設けられ前記メインス
ケールと相対変位可能とされたインデツクススケ
ールと、 前記両スケールに平行光を照射するための平行
照明系と、 前記メインスケールの各列光学格子毎に２個１
組として配設され、各組毎に前記メインスケール
を透過した透過光または、前記メインスケールか
ら反射された反射光を受けて90度位相のずれた電
気信号を出力する複数組の光電変換器と、 前記光電変換器の各組からそれぞれ出力される
電気信号間の組間位相差を求めるとともにこの組
間位相差を利用して前記メインスケールとインデ
ツクススケールとの相対移動変位量の絶対値を検
出できるよう形成された絶対変位検出回路とを備
えてなる光学式変位検出装置。 ２ 前記特許請求の範囲第１項において、 前記インデツクススケールの各参照光学格子
が、前記メインスケールの各列毎の光学格子ピツ
チをP1、P2、…としたとき当該光学格子ピツチ
の１／ｎ（ｎ＝１、２、３、…）のピツチとして
前記メインスケールの光学格子ピツチに対応され
ていることを特徴とする光学式変位検出装置。 ３ 前記特許請求の範囲第１項または第２項にお
いて、 前記絶対変位検出回路が、前記相対移動変位量
の絶対値（Ｘ）を前記組間位相差を変数として求
めた広範囲変位量（XL）と前記メインスケール
のいずれか１つの列の光学格子に対応された当該
組の光電変換器から出力される前記電気信号を変
数として求めた当該光学格子の１ピツチ内での狭
範囲変位量（ΔXL）との和として検出できるよう
形成されている光学式変位検出装置。 ４ 前記特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
ずれかにおいて、 前記絶対変位検出回路が、前記組間位相差を２
組の前記光電変換器から出力される電気信号から
求めた値を前記組間位相差の正接関数とし、この
正接関数を逆正接演算して算出するよう形成され
ている光学式変位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20471086A JPS6358211A (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | 光学式変位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20471086A JPS6358211A (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | 光学式変位検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6358211A JPS6358211A (ja) | 1988-03-14 |
| JPH0412816B2 true JPH0412816B2 (ja) | 1992-03-05 |
Family
ID=16495030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20471086A Granted JPS6358211A (ja) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | 光学式変位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6358211A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022138137A1 (ja) | 2020-12-25 | 2022-06-30 | 学校法人帝京大学 | 太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6422201B2 (ja) * | 2013-03-28 | 2018-11-14 | キヤノン株式会社 | 位置検出手段 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5023618A (ja) * | 1973-07-02 | 1975-03-13 | ||
| JPS5419773A (en) * | 1977-07-01 | 1979-02-14 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Interpolation method |
| JPS56140205A (en) * | 1980-03-20 | 1981-11-02 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Tester for photoelectric digital length and angle measuring systems |
-
1986
- 1986-08-29 JP JP20471086A patent/JPS6358211A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5023618A (ja) * | 1973-07-02 | 1975-03-13 | ||
| JPS5419773A (en) * | 1977-07-01 | 1979-02-14 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Interpolation method |
| JPS56140205A (en) * | 1980-03-20 | 1981-11-02 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Tester for photoelectric digital length and angle measuring systems |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022138137A1 (ja) | 2020-12-25 | 2022-06-30 | 学校法人帝京大学 | 太陽電池モジュールの異常判定システムおよび太陽電池モジュールの異常判定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6358211A (ja) | 1988-03-14 |
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